IP 주소 지정

클래스 단위 주소 지정

IP 주소는 네트워크 ID와 호스트 ID를 옥텟 단위로 구분하도록 설계되어 있다. 3가지 주요한 주소 클래스인 A, B, C는 옥텟을 정해진만큼 네트워크 ID와 호스트 ID에 할당하여 구분한다. 예를 들어, A 클래스는 네트워크 ID에 8bit를 할당하고 호스트 ID에 24bit를 할당한다. 이 방법은 가장 기본적인 주소 지정 방법으로 네트워크 ID와 호스트 ID를 구분하기 위해 클래스를 사용하며 클래스 단위(classful) 주소 지정 방법이라고 부른다.

서브넷을 이용하는 클래스 단위 주소 지정

서브넷 주소 지정 방법은 네트워크 ID, 서브넷 ID, 호스트 ID의 3 부분으로 나누며 네트워크 ID는 변화없이 호스트 ID를 서브넷 ID와 호스트 ID로 분리하여 기존 클래스 단위 주소를 적절한 크기로 분할하여 사용한다. 이 방법은 기존 클래스 단위 방법을 이용하기 때문에 네트워크 ID와 전체 호스트 ID를 구분하는 방법은 클래스 단위 주소 지정 방법과 동일하다.

클래스 비사용 주소 지정

클래스를 사용하지 않고 네트워크 ID와 호스트 ID의 구분은 임의적인 지점이 된다. 네트워크 ID를 확인하기 위해 사용하는 네트워크 마스트 비슽 수의 길이(prefix length)를 뒤에 붙여서 표기한다.

클래스 단위의 IP 주소 클래스

클래스 단위 주소지정의 클래스 결정 방법

1. 첫째 비트가 0이면 클래스 A 주소이다.
2. 첫째 비트가 1이고 둘째 비트가 0이면 클래스 B 주소이다.
3. 첫째와 둘째 비트가 1이고 셋째 비트가 0이면 클래스 C 주소이다.
4. 첫째부터 셋째 비트가 1이고 넷째 비트가 0이면 클래스 D 주소이다.
5. 넷째 비트마저 1이면 클래스 E 주소이다.

특수한 의미를 갖는 IP 주소

• 네트워크 ID나 호스트 ID 비트가 모두 0으로 채워진 주소는 현재의 네트워크나 호스트 ID 그룹을 의미한다. 네트워크 ID를 모두 0으로 지정하고 호스트 ID를 사용한다면, 해당 네트워크에서의 호스트 ID를 갖는 장비를 의마하며, 호스트 ID를 모두 0으로 지정하고 네트워크 ID를 사용한다면 네트워크 ID를 갖는 호스트 그룹을 의미한다.
• 네트워크 ID나 호스트 ID 비트가 모두 1로 채워진 주소는 네트워크에 있는 모든 호스트를 가리키는 IP 주소를 의미한다. 일반적으로 브로드캐스트 주소로 사용된다.
• 모든 비트가 0으로 채워진 주소는 전체 네트워크를 가리키는 IP 주소로 사용된다.
• 모든 비트가 1로 채워진 주소는 특정 호스트를 가리키는 넷마스크 주소로 사용되거나 전체 호스트를 가리키는 브로드캐스트 주소로 사용된다.

IP 예약, 사설, 루프백 IP 주소

예약 주소

일부 주소 블록은 특정한 용도가 정해지지 않고 단순히 예약되어 있어서 사용하지 않는다.

사설, 비등록, 라우팅 불가 주소

RFC 1918에 의해 정의된 사설(private) IP 주소는 라우팅이 불가능한 주소로 정의되어 인터넷에 존재하지 않는다. 공인(public) 주소와 달리 등록되지 않기 때문에 비등록(unregistered) 주소라고 하기도 한다. IPv4의 제한된 주소 공간을 보존하기 위한 필요에 의해 지정되었다.

루프백(loopback) 주소

호스트에서 보낸 IP 데이터그램을 데이터 링크 계층으로 전달하지 않고 출발지 장비의 네트워크 계층으로 되돌리기 위한 IP 주소이다. 이러한 루프백 범위(127.0.0.0 ~ 127.255.255.255)는 호스트의 TCP/IP 프로토콜 구현을 테스트하기 위한 용도로 사용된다. 루프백 주소로 데이터를 전송하면 하위 계층이 단락되기 때문에 하위 계층의 간섭없이 상위 계층(IP 이상 계층)을 테스트 할 수 있다. 대표적으로 127.0.0.1 주소가 많이 사용된다.

IP 멀티캐스트 주소

하나의 출발지 장비에서 여러 장비로 구성된 그룹으로 데이터를 전송하는 IP 주소이다.

정적 경로의 설정(Static Routing)

정적 경로(static route)의 설정은 일반적으로 규모가 작은 네트워크에서 주로 사용합니다. 동적 경로와 비교하여 정적 경로는 다음과 같은 장점을 갖습니다.

• 라우팅 프로토콜로 인한 부하가 거의 없습니다. 동적 경로는 라우팅 테이블을 유지하기 위하여 활성된 라우팅 프로토콜이 주기적으로 라우터간 정보를 지속적으로 교환합니다. 이로 인한 네트워크상의 트래픽 발생과 라우팅 정보 교환 및 경로 계산 등으로 인한 CPU와 메모리의 사용 등 부하가 발생하지만 정적 경로는 라우팅 정보의 교환이나 경로 계산 등의 작업이 없기 때문에 가볍게 사용할 수 있는 경로 지정 방법입니다.
• 경로의 지정시 네트워크 관리자에 의해 자세한 설정이 가능합니다. 목적지 네트워크와 목적지 네트워크로의 경로 지정에 필요한 next hop IP 주소를 관리자가 의도한 대로 설정할 수 있습니다.

정적 경로는 이와 같은 장점외에 치명적인 단점도 가지고 있습니다.

• 네트워크의 연결 링크 다운, 새로운 네트워크의 연결 등 토플로지의 변화를 반영하지 못합니다. 정적 경로의 경우 직접 연결된 링크의 up, down에 의한 변화는 감지할 수 있지만 정적 경로로 등록한 인접하지 않은 네트워크 정보는 상태를 반영할 수 없습니다.
• 네트워크의 규모가 커지면 관리 노력이 필요 이상으로 증가합니다. 네트워크 수가 조금만 늘어나도 각 라우터마다 일일이 관리자가 라우팅 테이블을 직접 관리해야 하므로 라우팅 테이블을 유지하는 노력이 과중해지며 복수의 경로 발생시 백업 및 로드밸런싱 등의 설정을 자동화하기 어렵고 이로 인해 장애 발생시 자동 복구 능력이 없습니다.

정적 경로 설정하기

그림. 정적 경로 설정 연습을 위한 토플로지

Router> enable
Router# configure terminal
Router(config)# hostname R1
R1(config)# interface fastethernet 0/0
R1(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
R1(config-if)# no shutdown
R1(config-if)# exit
R1(config)# interface serial 0/0
R1(config-if)# ip address 192.168.0.1 255.255.255.0
R1(config-if)# clock rate 128000
R1(config-if)# exit
R1(config)# ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 192.168.0.2
R1(config)# end
R1# copy running-config startup-config

Router> enable
Router# configure terminal
Router(config)# hostname R2
R2(config)# interface fastethernet 0/0
R2(config-if)# ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
R2(config-if)# no shutdown
R2(config-if)# exit
R2(config)# interface serial 0/0
R2(config-if)# ip address 192.168.0.2 255.255.255.0
R2(config-if)# no shutdown
R2(config-if)# exit
R2(config)# ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.0.1
R2(config)# end
R2# copy running-config startup-config

시리얼 인터페이스의 설정시 랩(lab) 환경에서 보통 라우터 대 라우터의 시리얼 인터페이스 간의 연결은 DCE-DTE 케이블이라고도 하는 백투백 케이블을 사용하여 연결합니다. 이때 시리얼 인터페이스의 DCE측에는 동기 클럭을 설정해야 합니다. DTE측은 설정해도 무시됩니다.

그림. 백투백 케이블

R1#show ip route
Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP
       D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
       N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
       E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
       i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area
       * - candidate default, U - per-user static route, o - ODR
       P - periodic downloaded static route
Gateway of last resort is not set
C    192.168.0.0/24 is directly connected, Serial0/0
C    192.168.10.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0
S    192.168.20.0/24 [1/0] via 192.168.0.2
R1#
R2# ping 192.168.10.101

Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.20.101, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 4/8/12 ms

R1#

show ip route 명령을 사용하여 라우팅 테이블을 확인한다. 인터페이스로 직접 연결된 네트워크는 'C'로 표시되고 정적 경로로 등록된 네트워크는 'S'로 표시됩니다.

CCNA 시험을 처음 준비하시는 분들을 위해 적습니다.

우선 CCNA 시험은 다지선다형 객관식과 심렛, 시뮬 3가지 파트로 구성되어 있습니다.

다지선다형 객관식은 말그대로 4~5개의 지문 중 1~3개를 선택하는 문제입니다. 보통은 덤프를 보면 대부분 똑같이 출제되므로 어렵지 않게 풀 수 있습니다.

심렛 문제는 네트워크 구성도(topology)가 주어지고 해당 네트워크 구성도를 참조하거나 특정 스위치에 콘솔로 연결된 PC를 클릭하고 CLI 명령을 사용하여 인터페이스 정보나 라우팅 테이블을 확인하여 함께 주어진 3~5개의 문제를 푸는 것입니다. 문제는 다지선다형으로 4~5개의 지문을 제공합니다. 역시 덤프를 보면 되는데 덤프의 특성상 프린트 물이므로 토플로지와 해당 문제를 풀기위한 CLI 명령을 함께 봐두고 시뮬레이션을 통해 기본적인 명령을 익혀두는 것이 필요합니다. 플래시 카드로 제공되는 예제들이 있으니 풀어보시면 요령을 익히는데 도움이 됩니다. 반드시 실제로 문제를 풀어보세요.

마지막으로 시뮬 문제입니다. 시뮬 역시 심렛과 동일한 형태로 토풀로지가 주어지는 점은 같으나 대신 제시된 문제를 실제 CLI 명령으로 직접 작성해야 하는 점이 다릅니다. 주로 라우터 구성에 관한 문제가 출제되며 기본적인 인터페이스 설정 등과 같은 것은 이미 설정이 되어 있는 상태에서 주어진 문제에 따라 나머지 구성을 완성시켜야 합니다. 이 역시 덤프에서 제공된 대로 외어서 작성하면 되는데 명령을 입력하다가 틀리면 no 명령으로 설정값을 취소 시키고 다시 입력하면 되니까 당황하지 말고 수업시간에 배운대로 차분하게 완성시키면 됩니다. 명령이 입력이 끝나면 반드시 sh run(show running-config) 명령을 사용하여 작성한 명령이 틀림이 없는지 확인하도록 하세요. 입력한 내용을 확인하고 나면 copy running-config startup-config 명령으로 저장하면 끝이 납니다.

이상 CCNA 문제를 푸는 요령을 작성해 보았습니다.

5월 9일 토요일 640-802 시험을 응시하였습니다. 문제는 총 44문항에 심렛 문제를 포함하면 65문제 정도되는 것 같았습니다. 덤프는 TEST Inside V 4.32를 봤는데 덤프 적중률이 60%정도 밖에 안되는 것 같더군요.(--;) 물론 제대로 외울 시간이 없어서 대충 한 번보고 응시를 했는데 그래도 객관식은 절반에 못미치는 정도가 다른 문제였던 것 같고 심렛 역시 토풀로지에 주어지는 문제가 조금 다른 것들이 많았습니다. 시뮬은 NAT는 그대로 나왔지만 RIPv2 설정 문제가 추가로 나왔습니다. 결국 2시간 내내 모자란 독해 능력을 총동원하여 문제를 직접 푸는 수 밖에 없었습니다. 다행히 850점 정도 점수가 나와서 합격했습니다.(1000점 만점에 825점이상 합격입니다.)

주말에 응시장소의 영업 담당자에게 전화가 왔던데 심렛하고 시뮬이 없어서 어떻게 풀었냐더군요.(허허;;;) 할 수 없이 직접 보고 풀었는데 그나마 다지선다형도 덤프가 좀 안맞는 것 같다고 하니 시험 응시한 날 문제가 업그레이드가 되었다고 하더군요.(세상에 @.@) 하마터먼 제가 가르친 학생들 다 떨어질 뻔했습니다.

CCNA 자격은 어렵게 직접 풀던 덤프로 쉽게 풀던 Cisco사에서 제시한 가장 기초 자격입니다. 시스코 벤더로 취업을 위해서는 반드시 시스코 인증 자격이 필요한데 그 가장 시작 단계가 바로 CCNA입니다. 그 윗단계가 전문가 단계인 CCNP가 있고 최고 전문가 단계인 CCIE가 있습니다. 하지만 아시다시피 자격증이 취업을 보장해 주지는 않습니다. 더군다나 덤프라는 현실이 존재하기 때문에 자격증 소지가 곧 실력 인정으로 연결되지도 않습니다. 다만 이 자격증을 취득하기 위해 실제로 네트워크의 이론과 장비나 시뮬을 통해서라도 구현 명령을 얼마만큼 익혔는가에 의해 면접시에 자신이 보유한 자격증을 살릴 수도 죽일 수도 있다는 점을 명심하시기 바랍니다. 어렵게 공부하고 비용까지 만만찮게 들여 딴 자격증을 스스로 페이퍼 쪼가리로 만드는 우를 범하지 않으려면 시험에 제시한 기준 이상의 공부와 노력이 필요하다는 얘기입니다.

네트워크가 누구는 3D 업종이라고도 하지만 제 경험으로는 제대로 알면 그 이상 재미있는 일도 없었습니다. 마트나 백화점, 대학교의 전체 시스템이 돌아가도록 눈에 보이지 않는 네트워크 시스템을 운영해보고 문제가 발생할 때마다 그 문제점을 찾아 해결하고 신규 시스템이 잘 돌아가도록 네트워크의 구성을 설계하고 직접 실현하는 작업은 보람과 희열을 느끼기에 충분한 즐거움이었습니다. 지금 생각해보면 현업에 있을 때 왜 공부를 더 하지 못했을 까하는 아쉬움이 많이 남습니다. 네트워크야말로 아는만큼 보이는 분야이기 때문에(!) 공부하면 할 수록 더 거대하고 복잡한 업무를 접할 수 있는데 그걸 이제야 가르치면서 느끼게 됩니다.

당장 원했던 분야로의 취업이 되지 않더라도 밑바닥에서라도 항상 준비하면서 관련 업체로 조금씩 다가간다면 결코 목표한 분야로의 취업이 불가능하지 않습니다. 대부분 그 과정 중간에서 포기하기 때문에 불가능하다고 하는거라고 생각합니다. 답은 원래 간단하지만 실행이 어려우니까요.

CCNA를 준비하기 마음먹었다면 기왕 시작한 공부 포기하지 말고 앞으로도 쭉 이어 가시기 바랍니다. 앞으로 CCNP 준비를 위한 수준의 자료와 시험 후기도 올릴 계획이니 다같이 노력합시다. -정샘^^

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AS(Autonomous System) 자율 시스템

TCP/IP를 기반으로 인터넷은 전세계의 모든 통신망을 아우르는 거대 네트워크를 형성해 왔습니다. 인터넷 초기에는 비교적 적은 규모였기 때문에 소수의 라우터만으로 구성되었습니다. 이 규모는 급속도로 커지게 되었고, 이로 인해 라우터는 핵심 부분과 비핵심 부분으로 구분된어 2계층 구조로 확장되었습니다. 비핵심 라우터는 핵심 라우터가 관할하는 네트워크의 일부분으로 일부 라우팅 정보만을 가지고 운영이 되었으며, 핵심 라우터는 인터넷의 기본 뼈대를 구성하여 게이트웨이 간 프로토콜(GGP)라는 특별한 라우팅 프로토콜로 인터넷 핵심 라우터 간의 정보를 교환하였습니다.

외부 게이트웨이 프로토콜(EGP)은 비핵심 라우터와 핵심 라우터 간의 라우팅 정보를 교환하는 프로토콜이었습니다. 2계층 구조로 운영되던 인터넷은 지속적으로 성장했고 결국 성장하는 규모를 라우팅 프로토콜이 커버하기에는 역부족이 되었습니다. 중앙 관리식 구조의 한계에 부딪치자 이를 탈피하여 자율 시스템(AS)이라는 독립 그룹 개념을 도입하였으며 AS 간에 라우팅을 수행하도록 구조를 변경하였습니다.

AS는 하나의 일관된 정책으로 내부 라우팅을 수행하는 독립된 그룹으로 기존의 핵심 라우터가 모든 기간 라우팅을 커버하였던 것을 AS 내의 하나나 두개 정도의 라우터에 의해 AS 단위로 라우팅을 수행하여 인터넷을 크게 AS 단위의 라우팅으로 단순화 시켰습니다. AS를 경계로 AS 내부의 라우터는 AS 외부의 라우팅을 신경쓰지 않으며 AS 외부의 라우터는 내부의 세부적인 라우팅을 신경쓰지 않게 하여 전체 인터넷 상의 라우팅 수행 효율을 높일 수 있었습니다.

AS는 고유한 망식별 번호(AS번호)를 가지며 이 AS번호는 전 세계 인터넷주소자원의 총괄 관리기관인 IANA(Internet Assigned Names Authority)에서 관리하며, IANA에서는 각각의 대륙별 인터넷주소자원 관리기관인 RIR(Regional Internet Registry)에 주소를 분배합니다. RIR은 자신이 관할하는 대륙의 국가 인터넷주소자원 관리기관인 NIR (National Internet Registry) 또는 인터넷접속서비스제공자인 ISP(Internet Service Provider)에 주소를 분배합니다.

우리나라의 경우는 1996년부터 한국인터넷정보센터(한국인터넷진흥원의 전신)가 국내 인터넷주소자원 관리기관으로 아·태평양지역의 대륙별 관리기관인 APNIC으로부터 IP주소를 확보하여 국내 IP주소 관리대행자(인터넷접속서비스제공자) 또는 독자적인 네트워크를 운영하는 일반기관에 할당하고 있습니다. 한국인터넷진흥원(NIDA)은 2004년 7월 인터넷주소자원에관한법률(법률제7142호)의 제정과 함께 IP주소에 대한 공공성을 인정받아 법정관리기관으로 IP주소/AS번호의 할당 · 관리 업무를 수행하고 있습니다.

AS번호는 유한한 자원이므로 이를 효율적으로 사용하기 위한 할당 기준을 정하고 이를 충족하는 경우에 제한적으로 할당합니다. 인터넷상에서 독립적인 네트워크를 구축할 수 있는 설비를 운용하고, 두개 이상의 서로 다른 망과 연결되어 있거나 연결 계획이 있는 경우, 독자적인 라우팅 경로 설정이 가능한 경우 AS번호를 할당 신청할 수 있습니다. 비용은 최초 할당시 3,000,000원이 소요되며, 년간 300,000원의 유지 수수료를 지불해야 합니다.

다음 그림에서 192.168.0.101 PC와 192.168.10.101 PC간에 서로 트래픽을 주고 받을 수 있도록 라우터를 설정하세요.

그림. 네트워크 구성

<<해설>>

라우터 A 설정하기

Router> enable
Router# configure terminal
Router(config)# hostname RouterA
RouterA(config)# interface fastethernet 0/0
RouterA(config-if)# ip address 192.168.0.1 255.255.255.0
RouterA(config-if)# no shutdown
RouterA(config)# interface fastethernet 0/1
RouterA(config-if)# ip address 192.168.5.1 255.255.255.0
RouterA(config-if)# no shutdown
RouterA(config-if)# exit
RouterA(config)# ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.5.2
RouterA(config)# end
RouterA# show ip route

라우터 B 설정하기

Router> enable
Router# configure terminal
Router(config)# hostname RouterB
RouterB(config)# interface fastethernet 0/1
RouterB(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
RouterB(config-if)# no shutdown
RouterB(config)# interface fastethernet 0/1
RouterB(config-if)# ip address 192.168.5.2 255.255.255.0
RouterB(config-if)# no shutdown
RouterB(config-if)# exit
RouterB(config)# ip route 192.168.0.0 255.255.255.0 192.168.5.1
RouterB(config)# end
RouterB# show ip route

hostname 라우터 이름을 변경한다.

ip route 정정 라우팅 설정을 한다. 목적지 네트워크 주소와 서브넷마스크를 입력하고 인접한 라우터의 인터페이스 주소를 지정한다.

ip route A.B.C.D(목적지 네트워크 주소) A.B.C.D(서브넷마스크) A.B.C.D(다음 홉 인터페이스 주소)